Cell揭示巨噬細胞新功能
日期：2014-07-22 10:21:32
了解免疫系統細胞在健康消化道中所起的作用，以及它們與鄰近神經細胞的互作機制，有可能促成針對腸道易激綜合癥（irritable bowel syndrome，IBS）的新療法。近日來自賓夕法尼亞州立大學醫學院的研究人員與其他的科學家們報道稱，發現巨噬細胞在調控結腸收縮，推動消化物質通過消化道中起作用。
腸肌層中包含有一種特殊的巨噬細胞。盡管已知這些細胞與腹部手術后的炎癥有關聯，對于它們在正常結腸功能中的作用卻并不清楚。
“由于很難從腸組織中分離出肌層巨噬細胞，對于這些細胞的功能知之甚少，”微生物學和免疫學助理教授Milena Bogunovic說。
消化物質借助于腸肌的收縮和舒張移動通過腸道。這些收縮的模式和頻率受到來自腸神經系統信號的控制。而在腸易激綜合征患者中，這些信號過度激活，放大了刺激。
研究人員開發了一種方法耗盡小鼠腸道中的肌層巨噬細胞來確定它們的功能。他們將研究結果發表在7月17日的《細胞》（Cell）雜志上。
“我們觀察發現，耗盡巨噬細胞后正常的腸道運動發生紊亂，這有可能是由于肌肉收縮不協調所致，表明巨噬細胞調控了腸道運動，”Bogunovic說。
在確證了巨噬細胞在消化道功能中的作用后，研究人員調查了這種調控發生的機制。他們比較了不同類型巨噬細胞的遺傳密碼，找到了一些在肌層巨噬細胞中高度活躍的非免疫基因，鑒別出了BMP2。BMP2是控制器官發育的一個蛋白質家族的成員。
阻斷BMP2的作用重現了移除巨噬細胞所產生的影響，證實這一蛋白質調控了腸道運動。研究人員證實，BMP2激活了相鄰神經細胞——腸神經元表達的BMP受體（BMPR）。腸神經元則轉而分泌了一種叫做CSF1的蛋白來支持巨噬細胞。
“兩種完全不同的細胞類型相互幫助推動了一個關鍵的功能，調控了腸道生理學，”Bogunovic說。
研究人員發現，腸道中一些有助健康消化的 “好”細菌協調了兩種細胞類型之間的相互作用。給予小鼠抗生素來殺死這些細菌，會阻斷巨噬細胞和神經元之間的通訊，導致BMP2和CSF1生成下降，腸道收縮受到破壞。
在小鼠中恢復這些“好”細菌，則逆轉了巨噬細胞和神經元之間的錯誤通訊，表明巨噬細胞和神經系統之間的對話可隨細菌環境變化而發生改變。
腸道中細菌環境的改變是腸道易激綜合癥的一個潛在病因。
“通過更好地了解神經系統細胞、肌層巨噬細胞和來自于腸道內部的信號之間的相互影響，我們或許能夠找到一些腸道易激綜合癥的防治新方法，”Bogunovic說。
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